高效可见光催化剂的模拟和设计-金红石二氧化钛表面相的水溶液界面预测
批准号:
11504004
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
王清高
依托单位:
学科分类:
表面界面与低维物理
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
袁地、赵冬秋、孙志富
中文摘要
二氧化钛新表面相的带隙减小,能够促进可见光吸收,是潜在的高效可见光催化剂。明确二氧化钛的表面结构是催化剂模拟和设计的基础,明确水/二氧化钛的界面结构是研究光催化反应机理的前提条件。本课题将首先研究金红石TiO2(011)的表面重构,阐明重构机理。随后研究晶面、氧空位、钛间隙原子和表面重构等因素对水/二氧化钛界面结构的影响,阐明它们和二氧化钛表面酸度(即零电点在酸性溶液中)的关系。
英文摘要
The decrease of band gaps of new TiO2 surface phases could enhance visible-light absorption, and thus they probably are high efficiency visible-light catalysts. Detailed structures of surface phases are the key for simulating and designing catalysts. On the other hand, the interfaces of water/TiO2 must be clarified firstly in order to investigate mechanisms of photocatalytic reactions. For these reasons, we will investigate reconstructions of rutile TiO2(011) at first, and also clarify reconstruction mechanisms. And then, the effects of crystal face, oxygen vacancy, Ti interstitial and surface reconstruction on water/TiO2 interface will be investigated, respectively. In this way, we could clarify their relations to a well-known experimental result that the point of zero charge of TiO2 is in acid solution (i.e., pHZPC~5.5).
二氧化钛新表面相的带隙减小,能够促进可见光吸收,是潜在的高效可见光催化剂。明确二氧化钛的表面结构是催化剂模拟和设计的基础。本课题采用结构预测方法和第一性原理计算研究金红石TiO2(011)的表面重构,阐明重构机理;随后研究了锐钛矿TiO2(011)晶面的表面重构、氧空位、钛间隙原子、氧间隙原子和表面电子结构的关系。本项目的执行将为进一步阐明二氧化钛界面结构和表面酸度(即零电点在酸性溶液中)打下理论基础。
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Prediction of a new ground state of superhard compound B6O at ambient conditions.
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DOI:
10.1038/srep31288
发表时间:
2016-08-08
期刊:
Scientific reports
影响因子:
4.6
作者:
[Dong H, Oganov AR, Wang Q, Wang SN, Wang Z, Zhang J, Esfahani MM, Zhou XF, Wu F, Zhu Q]
通讯作者:
Zhu Q
Explaining stability of transition metal carbides –and why TcC does not exist
解释过渡金属碳化物的稳定性以及为什么 TcC 不存在
DOI:
10.1039/c5ra24656c
发表时间:
2016
期刊:
RSC Advances
影响因子:
3.9
作者:
[Qinggao Wang, Konstantin E. German, Artem R. Oganov, Huafeng Dong, Oleg D. Feya, Ya. V. Zubavichus, V. Yu. Murzin]
通讯作者:
V. Yu. Murzin
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DOI:
10.1016/j.apsusc.2017.02.052
发表时间:
2017-05
期刊:
Applied Surface Science
影响因子:
6.7
作者:
[Qinggao Wang, Fengzhu Ren, Huafeng Dong, Yuanxu Wang]
通讯作者:
Yuanxu Wang
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金红石 TiO2(011)-(2x1) 表面出人意料的丰富重建及其形成背后的驱动力:从头算进化研究
DOI:
10.1039/c6cp01203e
发表时间:
2016
期刊:
Phys. Chem. Chem. Phys.
影响因子:
--
作者:
[Qinggao Wang, Artem R. Oganov, Oleg D. Feya, Qiang Zhu, Dongwei Ma]
通讯作者:
Dongwei Ma
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